重型卡车后钢板弹簧刚度特性仿真分析及其对整车平顺性的影响研究

论文摘要

钢板弹簧是把车辆的车身与车轮弹性的连接起来的重要部件，它传递作用在车轮与车身之间的一切力和力矩，并能缓和由不平路面传给车身的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的振动，保证车辆正常行驶。钢板弹簧作为汽车悬架的弹性元件，因其结构简单、技术成熟，获得了广泛的应用。在提升汽车动力学性能、缩短设计周期的众多因素中，以CAE为主的数字化虚拟样机技术是缩短车辆研发周期、降低开发成本、提高产品设计和制造质量的重要途径。在样车制造出之前，利用数字化虚拟样机对车辆的动力学性能进行计算机仿真，并优化其参数显得十分必要。论文通过ANSYS软件仿真，对车辆钢板弹簧进行有限元分析，并和台架试验的数据进行对比，以验证模型的正确性。通过基于多体动力学的ADAMS/Car软件建立了汽车各主要总成的多体动力学模型，并整合成重型卡车的多体整车模型，进而对该整车模型进行脉冲输入平顺性仿真，并将仿真结果和道路试验进行对比分析，误差在合理范围之内，因此可以用该建模方法来进行动力学仿真，而取代繁杂的道路试验。利用建成的ADAMS整车模型，调整后悬钢板弹簧的刚度特性，再次进行整车平顺性的仿真，得出不同钢板弹簧刚度下的整车质心加速度值数据，并结合承载能力和轻量化的需求，在高端重卡钢板弹簧设计方面，做出了优化选择。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 现阶段钢板弹簧的研究
• 1.3 本文的研究背景和研究内容
• 1.3.1 CAE 技术在提高整车性能中的作用
• 1.3.2 整车平顺性评价方法简述
• 1.3.3 本文研究的内容
• 第2章 钢板弹簧的建模与试验
• 2.1 有限元理论
• 2.1.1 有限元基本理论
• 2.1.2 有限元分析的基本步骤
• 2.2 ANSYS 仿真软件介绍
• 2.2.1 ANSYS 软件概况
• 2.2.2 ANSYS 软件的分析步骤
• 2.3 钢板弹簧有限元模型的建立与仿真
• 2.3.1 钢板弹簧有限元模型
• 2.3.2 钢板弹簧的虚拟装配过程
• 2.3.3 钢板弹簧满载加载过程
• 2.4 钢板弹簧台架试验
• 2.5 钢板弹簧性能测试试验与仿真对比分析
• 2.6 小结
• 第3章 整车建模仿真与试验
• 3.1 多体动力学理论和 ADAMS 软件介绍
• 3.2 ADMAS/Car 整车模型建立
• 3.2.1 前、后桥总成模型
• 3.2.2 前轮及驱动轮模型
• 3.2.3 悬架系统模型
• 3.2.4 动力传动系模型
• 3.2.5 转向系模型
• 3.2.6 货厢及驾驶室模型
• 3.3 整车性能仿真分析
• 3.4 整车平顺性能测试试验
• 3.4.1 整车试验方法和过程
• 3.4.2 整车试验数据处理
• 3.4.3 平顺性试验与仿真对比分析
• 3.5 小结
• 第4章 基于平顺性的钢板弹簧刚度优化
• 4.1 钢板弹簧刚度对平顺性影响
• 4.1.1 调节钢板弹簧的刚度进行仿真
• 4.1.2 刚度变化后仿真结果分析
• 4.2 更改载荷后钢板弹簧刚度优化选择
• 4.2.1 载荷减少时不同刚度下的平顺性
• 4.2.2 载荷增加时不同刚度下的平顺性
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢